锌精矿及其冶炼过程中相关固体废物的鉴别研究

锌精矿及其冶炼过程中相关固体废物的鉴别研究

庞晓珍

来宾华锡冶炼有限公司

[摘 要]锌精矿属于我国社会经济实现进步发展的一方面重要资源，锌精矿及其冶炼过程当中，若想更好地开展固体废物的有效鉴别工作，就务必要积极开展锌精矿及其冶炼过程当中固体废物有效鉴别的方法分析，故本文提出锌精矿及其冶炼过程当中XRD和XRF、IR和PM联合鉴别固体废物的方法，仅供参考。

[关键词]锌精矿；固体废物；冶炼；鉴别；

前言：

锌精矿在冶炼过程当中，通常会有含锌的冶炼渣固体废物产生，因冶炼渣内含锌，受利益驱使，口岸普遍存在着用锌冶炼渣替代锌精矿、精矿当中掺入锌的冶炼渣锌实施非法转移，以获取利益的现象，海关监管难度相对较大。因而，积极落实锌精矿及其冶炼过程当中固体废物有效鉴别各项工作较为必要且重要。

1. 关于鉴别试验

1.1在仪器选用及样品制备层面

选用D8Focus型号X射线荧光式光谱仪器、Nicolet6700型号PE红外线光谱仪器、Axion Seope AL pol型号高分辨率式光学的显微镜。一是，制备XRD和XRF、IR样品。把一定量样品放置到托盘当中，处于105±5℃烘箱内部烘为恒重，待烘干后，借助粉碎机把试样粉碎处理，过200目的标准筛，粉碎筛上物，反复实施过筛，确保过筛完全，混匀过筛样；二是，制备PM样品。研磨抛光处理块状样品，粉末状的样品经固化过后予以研磨抛光处理，制备完成后，样品需放置到干燥器内保存好^[1]。

1.2 在表征方法层面

针对XRF的表征：把粉末样品放置到氨气氛内实施半定量的分析；针对XRD的表征：研磨处理过200目的标准筛样品，需放置到样品架上予以压平，对粉末样品实施XRD表征；针对IR的表征：借助溴化钾片实施红外线的光谱XRD表征；针对PM的表征：制备完成样品，需放置到偏光的显微镜之下，对物镜和目镜的放大倍数予以合理调节，通过载物台的旋转操作，全面细致地观察样品，并拍照保存。

2、鉴别结果及其分析

2.1 在锌精矿主要物相表征层面

一是，在XRF表征层面。锌精矿XRF无标样半的定量分析最终结果为：AL₂O₃为0.37%、SiO₂为1.29%、CuO为1.01%、FeO₃为1.68%、SO₃为39.89%、PbO为3.28%、ZnO为35.69%。从中即可了解到，锌精矿内含元素以Si、Fe、Cu、S、Zn为主；二是，在XRD表征层面。锌精矿在XRD表征层面最终结果详见图1。从中即可了解到，锌精矿内的锌主要存在形式是PbS、ZnS；三是，在IR表征层面。锌精矿物在IR表征层面最终结果详见图2。谱图当中存在着[（AL,Mg）₂（Si₄O₁₀）（OH）₂·nH₂O]（蒙脱石）和SiO₂（石英）吸收峰，这两种物相均属于锌精矿脉石的矿物特征，其和XRD物相解析呈相互补充关系。因XRD的图谱当中主体物相方铅矿、闪锌矿处于中红外区域均无活性存在，对此，IR的图谱当中无吸收峰产生；四是，在PM表征层面。锌精矿物在PM表征层面最终结果详见图3。图3（a）当中主体灰黑色部分区域是闪锌矿，亮黄色部分是黄铁矿，灰白色部分是方铅矿；图3（b）为亮黄色部分黄铁矿、灰白色部分方铅矿、灰黑色部分闪锌矿共生至锌精矿情形；图3（c）当中为闪锌矿当中夹杂零星共生的黄铜矿情形。偏光显微整个分析结果当中可了解到，锌精矿内主体物相实闪锌矿，而方铅矿是少数物相，黄铁矿则是零星存在，且闪锌矿、黄铁矿、方铅矿均处于共生状态。黄铁矿呈最少量，处于主体闪锌矿内零星存在，该部分物相构成和赋存状态共同构成天然的锌精矿偏光显微主要特征^[2]。锌精矿主要包含着方铅矿及闪锌矿这两种物相，黄铁矿及黄铜矿则零星存在，方铅矿、闪锌矿、黄铁矿的共生情形偶有发生，脉石物相以和蒙脱石、石英为主，该部分物相属于锌精矿与其余含锌的冶炼渣之间最具区别性识别特征。

图1 锌精矿XRD表征示意图

图2 锌精矿IR表征示意图

图3 锌精矿PM表征示意图

2.2 在酸浸渣主要物相识别层面

一是，在XRF表征层面。酸浸渣XRF无标样半的定量分析最终结果为：Cu为1.37%、S为2.42%、AS₂O₃为9.51%、K₂O为0.56%、AL₂O₃为0.87%、P₂O₃为0.83%、CaO为2.34%、SiO₂为4.44%、Zn为23.99%、Pb为10.67%、Fe为29.55%。从中即可了解到，酸浸渣物内含元素以Ca、Cu、Si、Pb、Zn、Fe为主；二是，在XRD表征层面。酸浸渣在XRD表征层面最终结果详见图4。从中可知晓，酸浸渣物相以SiO₂（石英）、PbSO₄（铅矾）、ZnFe₂O₄（铁酸锌）为主；三是，在IR表征层面。酸浸渣在IR表征层面最终结果详见图5。该图谱当中有PbSO₄（铅矾）、[（Na，K）Ca₄（AL₉Si₂₇O₇₂）·24H₂O]（片沸石）吸收峰产生。IR图谱针对于铅矾和XRD图谱为同等解析结果；片沸石的物相解析则为XRD解析最终结果补充；四是，在PM表征层面。酸浸渣在PM表征层面最终结果详见图6。灰黑色部分主体区域是铁酸锌，图中心部分偶有伴生亮黄色黄铁矿。酸浸渣在物相上已石英、铅矾、铁酸锌为主，脉石物相是片沸石，该部分物相是酸浸渣和其余锌精矿最具代表性区别性识别特征。

图4 酸浸渣XRD表征示意图

图5 酸浸渣IR表征示意图

图6 酸浸渣PM表征示意图

2.3 在锌铜渣主要物相识别层面

一是，在XRF表征层面。锌铜渣XRF无标样半的定量分析最终结果为：S为8.36%、AS₂O₃为0.37%、AL₂O₃为0.56%、P₂O₃为0.74%、CaO为0.63%、SiO₂为1.84%、Fe为0.26%、Pb为2.00%、Cu为33.84%、Zn为19.02%。从中即可了解到，锌铜渣内含元素以S、Si、Pb、Zn、Cu为主；二是，在XRD表征层面。锌铜渣在XRD表征层面最终结果详见图7。从中可知晓，锌铜渣物相以SiO₂、Cu₂O、ZnSO₄为主；三是，在IR表征层面。锌铜渣在IR表征层面最终结果详见图8。该图谱当中有SiO₂、AL₂O₃吸收峰产生。IR对于AL₂O₃解析属于XRD表征解析重要补充^[3]；四是，在PM表征层面。锌铜渣在PM表征层面最终结果详见图9。该图谱9（a）当中，亮白色部分属于单偏光之下可观察到方铅矿少量存在；偶可观察图谱9（b）当中亮白色部分存在着单质铜。因锌铜渣矿物大部分均是透明矿物，故偏光显微之下可观察到少量单质铜及方铅矿存在，属于锌铜渣和其余锌精矿的区别性识别特征。

图7 锌铜渣XRD表征示意图

图8 锌铜渣IR表征示意图

图9 锌铜渣PM表征示意图

3、结语

综上所述，通过此次对于锌精矿及其冶炼过程当中固体废物有效鉴别研究表明，此次所提出XRD和XRF、IR和PM联合方法，围绕着锌精矿及其冶炼过程当中固体废物实施有效鉴别，经组分和物相分析，能够实现对固体废物的有效鉴别，对于海关更好地监管进口的固体各种废弃物来说有着重要作用，可持续推广应用开来。

参考文献：

[1] 张登高, 汪胜东, 赵峰,等. 锌精矿氧压浸出液中有价金属富集研究[J]. 有色金属：冶炼部分, 2020,11(009):419-420.

[2] 李伟, 杨腾蛟, 孔金换,等. 锌精矿冶炼烟气制酸尾气氮氧化物控制实践[J]. 硫酸工业, 2021,23(029):310-311.

[3] 蔡炳龙， 黎志良. "三连炉"联合冶炼提高铅精矿中锌的回收率生产工艺实践研究[J]. 世界有色金属， 2021,45(020):347-348.